浅谈提高课程教学质量的方法和途径
——以中职数控技术及应用课程为例

2022-02-26 00:29东莞市机电工程学校曹建华
广东教育 2022年9期
关键词:数控技术数控机床编程

文/东莞市机电工程学校 曹建华

数控技术课程是机械类专业必修的技术基础课程。学习本课程的目的是使学生能掌握数控原理、插补原理、伺服系统、检测原理等基本知识,掌握典型的数控系统的应用与操作,掌握数控车床、铣床、加工中心的编程知识,熟悉相关的仿真软件和自动编程软件,并通过实验、实训、实习增加感性认识,提高动手能力、创新能力,并懂得做人的道理,最后达到知识、能力、素质的全面教育。

一、数控技术应用课程特点分析

1.涉及基础面宽

数控技术是一门综合性强的专业技术,它涉及设计、工艺、机床、刀具、夹具、切削原理、材料、数字控制、电源技术、电机、检测、计算机技术、软件技术、信息流管理与控制等。特别是CAD/CAM一体化技术、FMS、CIMS,它们是集设备、信息、物流、能量流于一体的综合的自动化设计与制造系统,经过近十年的发展,数控技术已不单是数字控制,而是一门综合设计、工艺、制造及自动控制的多学科交叉型的科学技术。

2.技术更新快

随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行了研究开发,提出了更新的制造模式,例如美国的NGC和OMAC计划、欧共体的OSACA计划、日本的OSEC计划等。目前,数控技术正在发生根本性技术更新,由专用型封闭式开环控制模式,向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加上过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/ CAM与数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。

3.实践性强

数控技术课程是一门实践性很强的课程,数控技术教学中每一个环节,如数控机床结构分析、数控加工工艺分析、数控编程与操作及数控机床一般故障诊断与维修等,都必须用相应的实验或实训教学来加深加强理论教学的效果,通过实验或实训将理论与实践、学习和实操、模仿与创新结合起来。离开实践,既不能培养学生的数控编程能力、数控机床的操作能力以及系统的维护能力,也不能培养学生数控技术的开发能力。这样培养出来的学生,在毕业后走上工作岗位时不能很快地在数控技术的应用与开发方面独当一面。

二、当前数控技术应用课程教学面临的问题

1.教学内容不尽规范

先修课程关于数控机床的机械结构、伺服控制系统、刀具及数控加工工艺方面的知识相对较少,知识内容和深度不够,学生对较深入的知识不易理解。此外,数控技术已不单是数字控制,而是一门综合设计、工艺、制造及自动化控制的多学科交叉型的科学技术,知识量过大,在有限时间内很难安排大量需要讲授的内容,影响学生全面理解数控技术的知识体系和内容。

2.教学内容不够深入和前沿

数控技术作为一门专业基础课,它具有技术更新快、实践性强的特点,许多实质性技术和最新技术讲授得不够深入,如数控装置的软、硬件结构和伺服控制技术往往停留在概念上,许多新功能、新技术的讲授也跟不上技术的发展。

3.综合性和前沿性教材缺乏

深入反映科技前沿技术的教材缺乏,关键性技术论述较少,适应高层次人才培养的高质量教材更少。另外,实验设备的数控系统没有与其配套的教材,编程格式与其它教材又不一致,讲起课来既费劲效果又不好,往往顾此失彼。

4.实习、实训、实验等实践性教学环节条件较差

学生的实验教学达不到要求。实习、实训等环节的内容还存在着很大的缺陷,学生对数控机床的认识还有一定的距离。操作训练也仅仅停留在基本的操作上,对于操作过程当中的具体问题还不能应对。数控技术课程不但理论知识面宽,而且具有很强的实践性和应用性,难学难教,需从系统出发,安排学生更多的实验、实训时间,才能达到满意的效果。

三、提高数控技术应用课程教学质量的方法和途径

1.合理调整教学内容

从中职教育的培养目标出发,数控技术课的教学内容要紧密围绕提高学生的实际操作能力,培养一线高素质的数控技术应用工人这条主线,设计学生的知识、能力、素质结构,注重知识的实用性和能力素质的培养。首先,应恰当取舍教学内容。由于数控技术发展更新快,目前数控技术课程的教学内容大多迟滞于数控技术应用的发展,虽然学生学习了这些知识,但在实际工作中已经落伍,实用性不大,因此在教学过程中,对那些陈旧过时的教学内容,教师要及时进行删减,随时更新充实数控技术发展的前沿知识于课堂教学中。

2.改进理论教学的方法和手段,激发学生学习兴趣和动力

好的教学方法和教学手段对于激发学生的学习兴趣,促进教学内容的消化十分重要,有时甚至可以收到事半功倍的效果。数控技术课教学应紧跟现代数控技术发展的需要,采取灵活多样的教学方法和手段,激发学生的学习兴趣和动力。

(1)采取比较法教学。数控机床是在普通机床基础上发展起来的,二者在组成、结构、使用性能、操作等方面都有一定的联系与区别。在讲授时,多采取比较法,可以把一系列彼此分散的知识点,系统地联系起来,使整个教学内容清晰有序,使学生在比较、归纳、总结的过程中,加深对数控机床的认识。例如,在介绍数控车床时,可以联系普通车床讲授,通过将二者进行对比使学生对数控车床的组成、结构、使用性能、操作等方面都有更深刻全面的认识。

(2)采取多媒体教学。运用多媒体教学手段,可以使那些用传统的教学手段无法讲清,或难以讲清的教学内容,化难为易、化繁为简,使抽象的结构变得直观,使课堂教学获得最大的效率。例如对数控机床结构部分的讲解,可将传统的挂图制作成多媒体课件来演示,既直观,又容易接受,提高学生的学习兴趣及效率。在对数控机床操作应用部分进行讲解时,引入数控加工仿真软件,完全可以改变黑板上开机床的死板局面,使课堂教学变得更加生动、更加具体,而且由于仿真软件不存在安全问题,学生可以大胆地、独立地进行学习和练习,通过与仿真场景的交互,体验一种接近于真实场景的感觉。因此,采取这种方法能进一步提高学生的实际操作技能。

(3)采取互动式教学。互动式教学就是在教学过程中加入学生的作用因素而完成教学的方式。它能培养学生的参与意识、动手能力和思维能力,并能激发学生的学习兴趣,还学生主动思维的空间,让学生主动发展。避免了教师是主角、少部分学生是配角、大部分学生是听众的教学模式。在教学中,教师和学生可以互相提问,也可以共同研究,启发讨论、答疑解惑,提高教学效果。

(4)理论课教学中还可以采取设疑式、分层式、任务驱动式等灵活多样的教学方法和教学手段,调动学生的积极性,使学生感受到学习的乐趣,主动参与其中,变“要我学”为“我要学”,有效提高教学质量。

3.加强实践教学,培养学生应用及创新能力

实践教学是培养高等技术应用型人才的重要途径和保障,在专业培养方案中占有重要地位。教学中要注意实践教学所占比例,并使理论教学与实践教学交叉进行。为使学生对已有知识做到融会贯通,在实习、课程设计、毕业设计等实训环节中充分发挥学生主动性,真正让学生成为主体,从开始的机床结构原理分析、不同类型的机床操作、CAD建模、加工工艺编制、刀具的选择、CAM加工路经生成、三坐标测量到整个实践加工过程,尽量让学生独立来完成。为了充分发挥学生的想象力和创造力,培养创新意识和创新能力,提高综合意识,安排学生进行创新综合训练,在掌握编程能力的基础上,要求学生进行综合零件的设计,完成编程和制作,设计—制图—工艺设计、分析—编程—加工一条龙,培养知识全面、意识超前,综合性、复合型、创新型的高素质人才。

4.注重数控技术课程教学的基础建设和学生素质教育

数控技术课程的理论教学和实践教学固然重要,但与其配套的基础建设也不可缺少。诸如与教学相关的教案、讲稿、教学日历要齐全,并且应该是教师之间共同备课的结果;与实验、实训、实习相关的实验、实训、实习大纲、指导书和报告要规范,要有明确的培养目标和实施方案等。这些基础性教学文件是指导我们进行教学实施的依据和纲领,既不可缺少,也不可随便应付。

另外,要想学生能紧跟时代发展的步伐,尽快适应制造业发展的需要,成为兼备专业知识和技能的高素质人才,那么在教学过程中,教师不仅要向学生灌输科学技术知识,更应该培养他们不怕困难、勇于吃苦的精神和讲究卫生、合理使用各种工具工件的好习惯,树立严谨的工作作风和科学的世界观,鼓励学生学习数控技术的信心和兴趣,工作中应善于钻研、不断创新,用自己的能力在时代发展的大潮中考验自己。只有这样才真正把知识、能力、素质教育融入教学活动的各环节当中,才能培养出合格的研究型和应用型人才。

总之,数控技术是一门多学科综合性的专业技术基础课,它涉及多门基础及相关技术课程,同时它又是一门实践性很强、技术更新很快的课程,因此,要大力改善教学条件,抓好教材建设、实验室建设、师资队伍建设、教学基本建设,提高理论教学质量和实验、实训、实习教学效果,从教学过程的各个环节入手,注重学生知识、能力和素质的培养,为我国的制造业发展培养大批优秀数控人才。

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